断层活化对建(构)筑物保护煤柱留设的影响分析

现场开采实践表明,合理留设断层影响下的建(构)筑物保护煤柱是煤矿初步设计中需要考虑的重要问题之一。在分析采动断层活化的力学机理的基础上,结合各种产状的断层对采动地表移动变形的影响,给出了受断层影响下的建(构)筑物保护煤柱留设方法。研究表明,采动断层活化与断层面的应力状态、断层倾角、断层面岩石的黏聚力和内摩擦角,以及断层面上的流体压力等因素有关,断层对地表移动变形的影响与断层面的倾向和倾角有关。在进行断层影响下的建(构)筑物保护煤柱留设时,应当考虑到工作面开采参数、断层面的物理力学参数和开采方法等影响因素,综合采用数值模拟和相似模拟等手段确定保护煤柱的宽度。     

建(构)筑物下采动地表移动与变形极值自动提取方法研究

为了解决传统极值提取方法效率较低、精度不高等问题,文章编译了开采沉陷预计程序,推导了采动区地表点移动变形的极值方向公式。并依据不同类型建(构)筑物的平面几何形态,将其分成面状、线状和点状,利用平面点云替代该建(构)筑物进行沉陷预计和统计,实现了采动区不同类型地表建(构)筑物移动变形极值的自动提取。该方法在南屯矿区具体工程实例应用中取得良好效果。     

基于概率积分法的济宁某矿地表位移规律研究

采空区上方地表移动变形将严重影响附近建(构)筑物的安全。为分析地表移动变形引起建(构)筑物的破坏类型,明确地表沉降、倾斜、曲率对建(构)筑物的影响,基于概率积分法,以济宁北部某矿3307工作面为例,结合地表实测位移结果与FLAC3D数值模拟,分析了地表移动变形规律,并对地表建(构)筑物进行了安全性分析。研究表明:(1)随着工作面推进,地表下沉量逐渐增大,当采空区长度达到2倍的影响半径时,地表盆地最低位置开始触底,此时下沉量达到最大值。随着工作面继续推进,地表盆地尺寸不断扩大,最大下沉值不再增大。(2)开采深度对地表盆地形状具有重要影响,当开采深度较小时,地表盆地近似为开采工作面形状,随着开采深度增大,地表盆地逐渐趋近于椭圆形。(3)对3307工作面地表变形规律进行分析,将实测结果与理论计算结果进行了对比,两者误差小于5%,证明了理论计算结果的合理性。     

黄土丘陵区高压输电线塔下压煤安全开采

晋西黄土丘陵地区地形复杂,冲沟发育,黄土层地表受煤炭开采影响后地表移动变形剧烈,地表移动变形十分复杂,容易引发地裂缝、崩塌、滑坡等地质灾害。为确保地面高压输电线塔安全使用,通过对黄土丘陵区地表采动变形及损坏特征及地表高压输电线塔抗采动变形能力分析,文中提出了高压输电线塔保护性开采方案,并对高压线塔采取安全保护措施,实践表明采后未影响高压线塔的安全使用。     

张集矿区沉陷治理探讨

根据张集矿井田开采五年规划,通过对地表的移动变形预计,得出开采地面建(构)筑物的影响规律;根据矿区地表移动变形预计结果,得出地面建(构)筑物治理的基本方法。     

大采深厚火成岩条件下条带开采设计与应用

结合具体工程实例对大采深厚火成岩地质条件的特点及其对地表移动变形的影响进行了分析,对设计区域地表建(构)筑物抗变形能力进行了确定。在此基础上进行了条带开采方案的设计,开采方案在有效保护地面建(构)筑物的前提下,实现了宽工作面开采,大大提高了生产效率。     

长条形建(构)筑物保护煤柱留设及应用实践

根据开采沉陷规律,分析了利用移动角留设建(构)筑物保护煤柱的保护标准,针对长条形建(构)筑物的特殊性,分析了利用移动角留设长条形建(构)筑物保护煤柱存在的问题,由于该类型建(构)筑物长边距离较窄,地表叠加变形,使其不能有效保护建(构)筑物。提出利用地表移动与变形预计法进行长条形建(构)筑物保护煤柱的留设,既能有效保护建(构)筑物,又能避免留设煤柱过宽而减少资源采出率。     

某铁矿地下开采地表变形数值模拟

地下矿产的开发不可避免地造成地表沉陷和移动变形,对矿区地表建(构)筑物造成一定的影响。为定性和定量研究矿区地表变形特征,运用FLAC3D数值模拟方法,对某铁矿开采引起的地表变形区域进行了划分,结果表明,地表建(构)筑物大多位于地表移动边界之外,扩界开采带来的影响较小。     

大尺寸建筑物下开采损坏与保护方案研究

本文首先通过对采用概率积分法,对平煤七矿己17-24130工作面全采时开采区域内地表移动变形进行预计,初步得出开采影响范围内建筑物破坏情况。鉴于平煤七矿己17-24130工作面上方建筑物尺寸较大,容易造成变形积聚,开采对建筑物破坏较为严重,为减轻开采对矿区内建筑物、铁路桥涵等设施造成破坏,提出了条带开采、留设大煤柱开采方案,并给出了不同方案下地表采动影响程度。同时从建(构)筑物破坏程度、资源采出率以及经济效益等角度评价了不同开采方案优劣性。以指导相似地质条件下"三下"开采。     

某金属矿地下开采地表沉降影响分析

针对某金属矿向深部开采过程中遇到的地表沉降问题，通过建立该矿山全生命周期内矿体数值模型，研究随开采深度的增加，地表沉降对建(构)筑物和上覆岩层稳定性的影响。采用Midas数值模拟方法模拟矿体逐步开挖后，对地表沉降变形进行分析。研究结果表明，当矿体开采到-800 m中段时，在地表形成了近似圆形的沉降盆地，地表建(构)筑物的最大地表沉降量为16.77 mm，最大水平位移为-7.33 mm，地表最大倾斜为-0.041 mm/m，最大曲率为0.036×10^-3 mm/m²，最大水平变形为-0.052 mm/m。地表沉降及变形值均不超过“三下”采矿规范限值，并且矿山采用充填采矿有效控制了井下采动对岩体的移动，地表及建(构)筑物不会出现明显的沉陷问题，对于该矿深部开采对地表沉降影响分析有一定的参考价值。     

基于3D打印技术的建筑物采动变形物理模拟试验

井下大规模开采将导致覆岩产生移动、变形乃至破坏，并在地表形成大范围的沉陷区，形成不良地基，在沉陷区上兴建建(构)筑物将存在着较大的安全隐患，掌握建(构)筑物与地表的移动变形相关规律是确保建筑安全的前提。以沉陷区建筑物为研究对象，分别采用3D打印技术模拟建筑结构、砂石材料模拟岩土结构，构建建筑与岩土的耦合物理模拟实验，研究了煤层开采造成的地基移动变形对建筑物二楼顶部、一楼顶部等各部位的采动响应。研究结果表明：3D打印技术能够较好地实现几何相似与力学强度相似相匹配的建筑模拟，3D打印建筑模拟材料力学强度影响因素：填充率＞材料性质＞打印角度＞打印厚度。     

东滩煤矿3204工作面变形观测站综合分析

东滩煤矿拟开采东翼三采区的3204综采工作面,该工作面东北部为北宫村。3204工作面已进入村庄煤柱,井下煤层的开采将会对地表村庄房屋造成一定影响。在搬迁未实施之前,为了保证矿井正常开采,在3204工作面开采时,了解区域地质采矿条件下地表移动变形状况,保证地表建(构)筑物的安全使用,并通过观测的数据,分析地下开采对地表村庄房屋的影响规律,以更好的指导其它类似工作面的开采方案,在此区域建立了地表移动观测站。     

工业广场下采煤方法探讨

为研究工业广场下压煤开采技术,以五亩冲煤矿"三下"开采为实例,结合现场实际情况,提出了3种开采方案,即重点保护建(构)筑物煤柱外开采方案(方案一);重点保护建(构)筑物留煤柱,其它建筑物控制变形等级采后维修方案(方案二);重点保护建(构)筑物留少量煤柱外充填开采方案(方案三).通过对跨落法、条带法、充填法等采煤法引起地表变形分析,预测了3种方案对地表变形和建筑物的影响,并从技术上和经济上比较了3种方案的优缺点,认为方案三对地表建筑物极轻微影响,回收煤炭资源多,经济效益好,适合工业广场下采煤.     

地下采空区对地表建构筑物的影响分析

为明确矿山地下采空区对地表建(构)筑物的影响范围和程度,采用数字化矿山软件Dimine及岩土有限元分析软件Midas GTS NX联合构建三维地质模型,并借助三维有限差分软件FLAC3D对矿山开采结束后引起的岩层移动和影响范围进行了仿真再现模拟分析。根据地表移动变形值大小及相关规程,对地表建(构)筑物的影响程度进行合理判定,并按边界角划定地表影响范围。研究结果表明:地下采空区引起的地表倾斜、曲率及水平变形均不会对地表建(构)筑物造成影响,同时,圈定的地表影响范围具有一定的可信度,可为类似工程提供借鉴。     

大采高综采条件下煤矿开采地表移动规律研究

以潞安矿区某工作面为例,系统研究了大采高综采条件下煤矿开采地表移动规律,结果表明:大采高综采条件下,地表移动剧烈,地表下沉速度和地表动态变形值偏大;下沉曲线陡峭,地表移动变形更为集中,与综放开采相比,地表移动活跃期时间较短,但累计下沉量更大;地表裂缝较为发育,并伴有台阶落差。研究成果对大采高综采条件下地面建(构)筑物的保护和开展"三下"采煤的技术具有重要的意义。     

地表移动区内建、构筑物稳定性模拟分析

为明确中关铁矿深部矿体开采后地表移动区内建（构）筑物的安全性，尝试利用大型通用有限元分析软件ANSYS对胶结充填体作用下地表的开采沉陷规律进行了模拟，结果表明，厚矿体移动区外，薄矿体移动区内的建（构）筑物是安全的；初步揭示了全尾砂（胶结）充填后地表的沉陷规律，指出充填体能有效控制覆岩的变形，地表的变形很微弱，未出现明显的移动盆地。     

工程开挖引起的地表移动及变形测量

分析了地下矿山、露天矿山开采，铁路、公路、基坑、隧道和地下工程开挖引起的周围地表移动与变形的特点。地表构(建)筑物都允许有微小的沉降和变形而不影响其正常使用并造成损害，文章介绍了通过地表移动预计和地表及其近邻建(构)筑物的变形测量，掌握变形规律，达到预防工程开挖灾害发生，判定其安全程度的目的。     

营盘壕煤矿首采面地表移动特征实测研究

为掌握营盘壕煤矿首采工作面高强度开采条件下的地表移动变形特征,根据该矿2201工作面大采深、巨厚弱胶结覆岩以及地表由风积沙所覆盖的特征,在该工作面地表建立了地表移动观测站。通过历时15个月共11次地表移动观测,获取了工作面地表移动变形的实测资料。根据对实测数据的处理分析,得到了首采面地表移动变形角量参数和概率积分法预计参数,并进一步分析了该地质采矿条件下地表下沉速度的变化特征。研究表明:①在营盘壕煤矿的地质采矿条件下,首采面推进过程中地表点移动变形值始终较小,且地表下沉过程中未出现过活跃期;②当首采工作面推进至1 634 m时,非充分开采的地表下沉率仅为0.171,主要影响角正切为1.13,开采影响传播角为89.5°,拐点偏移系数为0.08;③该工作面的倾向非充分开采及其上方的巨厚弱胶结砂岩层的控制作用是地表移动变形值与下沉率较小的主要原因。研究结果对于巨厚弱胶结覆岩深部开采条件下的地表移动变形控制与建(构)筑物保护具有一定的参考价值。     

千米埋深煤层建下开采技术研究

本文通过对唐口煤矿130、230采区的工程地质分析,应用概率积分模型对开采后地表移动变形进行了预测计算,根据井下煤层开采的实际情况,对地表移动影响预测范围内的建(构)筑物损害进行了合理评价。     

王台铺矿浅埋煤层综合机械化开采地表沉陷规律研究

为研究15号煤综采工作面地表沉陷规律,为建(构)筑物下煤柱开采提供实测数据,王台铺矿特在2307工作面上方布置了地表移动与变形观测站,并根据开采进度进行了地表移动与变形监测,获得了较为完整的地表移动变形观测资料。通过分析该矿的地质采矿条件,对一采区观测数据进行了拟合计算与分析,得出了该矿的开采沉陷规律。